德國維爾茨堡朱利葉斯馬克西米利安大學 (JMU) 的研究人員設計了一種新型太陽能光收集系統，該系統更加節能，因為它吸收了整個可見光光譜。在研究環境中進行測試後，他們的系統將38% 的入射光轉換為螢光，這比目前的其他系統有了顯著的飛躍。目前的記錄是結合晶體矽和鈣鈦礦電池的系統， 效率為 31% 。
太陽能等技術對於我們擺脫化石燃料的努力至關重要。儘管太陽能在全球安裝方面正在取得進展，但該技術在能源效率方面仍有很大的改進空間。該創新發表在《化學》雜誌。
雖然這些方法大多數都集中在用於製造太陽能電池的材料上，但詹姆士大學的研究人員從另一個角度看待這個問題：太陽能電池如何收集光。
光收集系統的問題
市售太陽能電池中使用的光收集系統效率不高。
它們由矽等無機半導體材料製成，雖然它們是全色的並且能夠吸收整個可見光光譜，但它們的吸收率非常低。
因此，太陽能電池需要厚厚的矽層來吸收更多的光，但也會使它們變得很重。
研究人員受到植物和細菌等自然系統的啟發，這些系統可以利用廣譜光進行光合作用。
新型太陽能光收集系統的說明
這是透過使用更薄、更輕的有機染料來實現的。單獨使用時，有機染料不會吸收寬光譜範圍內的光。
因此，研究人員試圖在自然存在的系統中複製染料的複雜排列，以開發一種新的高效光捕獲系統。
JMU 研究人員使用四種不同的部花青染料設計了一種光捕獲受體。這些染料以複雜的方式相互層疊，可實現高效、快速的捕捉。
原型光收集系統被命名為 URPB，基於染料的四個成分可以吸收的波長：U 代表紫外線，R 代表紅色，P 代表紫色，B 代表藍色。
新聞稿稱，為了確定光捕獲系統的有效性，研究人員測量了其螢光量子產率，即係統以螢光形式發出的能量。
研究小組發現，在特殊的排列中，四種染料從 38% 的入射光中產生能量。相較之下，當單獨放置時，每種染料只能將百分之三的光轉化為螢光，這顯示了染料的空間排列造成的顯著差異。
「我們的系統具有與無機半導體相似的能帶結構。這意味著它在整個可見光範圍內進行全色吸收，」約翰·默克爾大學化學教授 Frank Würthner 說。 「而且它利用了有機染料的高吸收係數。這意味著，與自然光收集系統類似，它可以在相對較薄的層中吸收大量光能。
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文章來自經濟情景的文章已經開發出一種新的太陽能收集系統，具有非常高的效率。
這是在 Fri, 28 Jun 2024 18:43:12 +0000 在 https://scenarieconomici.it/messo-a-punto-un-nuovo-sistema-di-raccolta-dellenergia-solare-con-altissimo-rendimento/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。